CN106731390A - 一种高通量的三维旋滤分离装置 - Google Patents

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岳仁亮
齐丛亮
吴傲立
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Abstract

本发明公开了一种高通量的三维旋滤分离装置，分离装置由多孔槽体和扭线刷所组成，多孔槽体有多个相互平行的气流通孔所组成，扭线刷固定安装在气流通孔内，扭线刷由刷柄和刷毛所组成，刷柄为圆柱形截面的条状刷柄，单根刷毛垂直安装在刷柄的外表面，相邻的两根刷毛安装在刷柄的不同的水平位置上，多根刷毛在刷柄的外表面形成螺旋型结构；本发明通过改进型的多孔槽体的内部结构，一道气流是穿过刷毛向前运动的穿越气流，另一道是顺着扭线刷刷毛和气流通孔之间构成的空隙向前运动的涡旋气流，涡旋气流在前进过程中会产生一定离心力，方便将气流与固体颗粒分离开来，通过刷毛和滤料颗粒截留下来。

Description

一种高通量的三维旋滤分离装置
技术领域
本发明涉及气体的过滤设备领域，尤其涉及一种高通量的三维旋滤分离装置。
背景技术
多孔槽体一般指的是蜂窝状多孔陶瓷，多孔陶瓷是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等原料为主料，经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷。适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等领域。
多孔槽体在用于精密过滤和分离领域时，一般做法是将气流通过多孔槽体的通孔，通过的过程中，将气流中的固体颗粒吸附或者截留下来，以完成气流的过滤操作；但是由于本身多孔槽体本身的孔径小，通过孔径内壁的吸附作用，将固体颗粒或者液滴截留下来，在气流速度过快的情况下，很多固体颗粒或者液滴直接通过槽孔，从而使得多孔槽体的吸附效果较差，实用范围较小。
针对上诉问题，一般可以通过在多孔槽体的孔径内添加滤网或者其他结构进行截留，但是由于多孔槽体的孔径小，添加的滤网或者其他截留结构会进一步阻挡气流，导致多孔槽体的通气量大大下降，气流在通过多孔槽槽体时，压力损失较大，影响整体过滤操作的工作效率。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种结构简单，通气量大，过滤和分离效果好的高通量的三维旋滤分离装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高通量的三维旋滤分离装置，所述的分离装置由多孔槽体和扭线刷所组成，所述的多孔槽体有多个相互平行的气流通孔所组成，所述的扭线刷固定安装在气流通孔内，所述的扭线刷由刷柄和刷毛所组成，刷柄为圆柱形截面的条状刷柄，单根刷毛垂直安装在刷柄的外表面，相邻的两根刷毛安装在刷柄的不同的水平位置上，多根刷毛在刷柄的外表面形成螺旋型结构。
本发明所述的多孔槽体为蜂窝状多孔陶瓷、多孔塑料中的一种；本发明的装置不仅仅可以应用于多孔陶瓷结构，还可以应用于带有多个管状结构的其他用于过滤的槽体结构，诸如多孔塑料等。
本发明所述的气流通孔的截面为圆形或矩形，所述刷毛的长度与气流通孔的截面形状相匹配；刷柄本身是圆柱形的结构，而刷毛是呈螺旋形盘绕在刷柄上的，因此刷毛的长度与气流通孔的截面相匹配，方便刷毛结构对气流的导向和截留。
本发明的优点在于：本发明通过改进型的多孔槽体的内部结构，气流在通过多孔槽体的气流通孔是形成两道气流，一道气流是穿过刷毛向前运动的穿越气流，另一道是顺着扭线刷刷毛和气流通孔之间构成的空隙向前运动的涡旋气流，涡旋气流在前进过程中会产生一定离心力，方便将气流与固体颗粒分离开来，然后通过刷毛和滤料颗粒截留下来；扭线刷对气流通孔内的阻流效果不大，压力损失较小，可以满足高速气流的通过，装置整体的过滤效率较高。
由于特殊结构形成的两种气流，装置在使用过程中，刷毛上会吸附一定的固体颗粒，导致穿越气流的流通量下降，但是吸附的固体颗粒不影响涡旋气流的正常前进，因此装置在长时间工作后，其本身的气流通量不会大幅度的缩减，大大提高了装置的使用时间。
附图说明
图1为本发明的装置结构简图；
图2为本发明单个气流通孔的截面结构简图；
图3为本发明的单个气流通孔的工作原理图。
其中，1 多孔槽体，2 气流通孔，3 扭线刷，4 刷柄，5 刷毛，6 固体颗粒，7 涡旋气流，8 穿越气流。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：如图1、2和3所示的一种高通量的三维旋滤分离装置，所述的分离装置由多孔槽体1和扭线刷3所组成，所述的多孔槽体1由多个相互平行的气流通孔2所组成，所述的扭线刷3固定安装在气流通孔2内，所述的扭线刷3由刷柄4和刷毛5所组成，刷柄4为圆柱形截面的条状刷柄，单根刷毛5垂直安装在刷柄4的外表面，相邻的两根刷毛5安装在刷柄4的不同的水平位置上，多根刷毛5在刷柄4的外表面形成螺旋型结构。
实施例2：如图1、2和3所示，多孔槽体1为蜂窝状多孔陶瓷、多孔塑料中的一种；本发明的装置不仅仅可以应用于多孔陶瓷结构，还可以应用于带有多个管状结构（即本发明中的气流通孔2）的其他用于过滤的槽体结构，诸如多孔塑料等。
实施例3：如图1、2和3所示，气流通孔2的截面为圆形或矩形，所述刷毛5的长度与气流通孔2的截面直径或边长相匹配；刷柄4本身是圆柱形的结构，而刷毛5是呈螺旋形盘绕在刷柄4上的，因此刷毛5的长度与气流通孔2的截面相匹配，方便刷毛5对气流的导向和截留。
实施例4：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为1.5mm，孔数为40×40，用外径为1.5mm的扭线刷1600支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为200mm，在10000h-1空速下，压降小于900Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过80%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过90%。
实施例5：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为1.5mm，孔数为40×40，用外径为1.8mm的扭线刷1600支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为200mm，在10000h-1空速下，压降小于900Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过83%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过95%。
实施例6：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为2mm，孔数为30×30，用外径为2.1mm的扭线刷900支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为200mm，在10000h-1空速下，压降小于1000Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过78%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过92%。
实施例7：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为2mm，孔数为30×30，用外径为2.1mm的扭线刷900支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为300mm，在10000h-1空速下，压降小于1100Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过80%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过94%。
实施例8：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为2mm，孔数为30×30，用外径为2.1mm的扭线刷900支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为200mm，在7000h-1空速下，压降小于700Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过82%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过93%。
实施例9：取一块尺寸100m×100mm的PVC多孔塑料，孔直径为2mm，孔数为30×30，用外径为2.1mm的扭线刷900支，插入多孔槽体孔道中，每孔插一根毛刷，获得高通量的三维旋滤分离装置，其径深为200mm，在7000h-1空速下，压降小于700Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过74%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过86%。
实施例10：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为2mm，孔数为30×30，用外径为2.1mm的非扭旋毛刷900支，插入多孔槽体孔道中，毛刷与孔壁未形成螺旋状气流通道，获得高通量的三维过滤分离装置，其径深为200mm，在7000h-1空速下，压降小于700Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率超过71%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率超过87%。
实施例11：取一块尺寸100m×100mm的蜂窝状堇青石多孔槽体，孔直径为2mm，孔数为30×30，其径深为200mm，在7000h-1空速下，压降小于500Pa，对2µm及以上的细微颗粒物，其截留效率低于45%，含有粘性油烟废气，其油脂及颗粒物截留效率低于67%。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种高通量的三维旋滤分离装置，其特征在于，所述的分离装置由多孔槽体和扭线刷所组成，所述的多孔槽体有多个相互平行的气流通孔所组成，所述的扭线刷固定安装在气流通孔内，所述的扭线刷由刷柄和刷毛所组成，刷柄为圆柱形截面的条状刷柄，单根刷毛垂直安装在刷柄的外表面，相邻的两根刷毛安装在刷柄的不同的水平位置上，多根刷毛在刷柄的外表面形成螺旋型结构。
2.如权利要求1所述的高通量的三维旋滤分离装置，其特征在于，所述的多孔槽体为蜂窝状多孔陶瓷、多孔塑料中的一种。
3.如权利要求1或2所述的高通量的三维旋滤分离装置，其特征在于，所述的气流通孔的截面为圆形或矩形，所述刷毛的长度与气流通孔的截面形状相匹配。
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